人教版（2024）物理九年级全册-第十四章 内能的利用 章末复习（课件）

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/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////主讲人：时间：202X.X人教版物理（2025）九年级上册努力章末复习第十四章 内能的利用知识结构内能的利用能量的转化和守恒能量的转化和转移、能量守恒定律热机内燃机热机的效率概念、种类能量转化、汽油机工作过程燃料的热值:热机的效率:定义、单位、热量的计算公式、提高热机效率的途径一、能量守恒定律1. 能量的转化： 各种形式的能量在一定条件下都可以相互_____。用热传递的方法改变内能，实质上是_____从高温物体转移到_______物体的过程；用做功的方法改变内能，实质上是_______________________的过程。转化内能低温内能和机械能相互转化2. 能量守恒定律： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的_______保持不变。转化转移总量 我国科学家在实验室成功模拟了绿色植物的光合作用，利用阳光提供的能量实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成。下列有关说法错误的是（ ）A.人食用淀粉，可以将淀粉的化学能转化为内能B.人工合成淀粉的过程需要利用光能C.人工合成淀粉时，将光能转化为淀粉的内能D.人工合成淀粉的过程遵循能量守恒定律练 习C二、热机1. 热机（1）是利用_______做功的机械。（2）工作原理：内能化学能燃烧内能做功机械能 （3）内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机；内燃机分为________和________。汽油机柴油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程打开关闭关闭关闭打开关闭关闭关闭由上到下无由下到上由上到下由下到上机械能转化为内能内能转化为机械能无2. 汽油机四冲程四冲程内燃机特点： 每个工作循环飞轮转两圈，完成一次做功冲程。依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程。3. 汽油机和柴油机汽缸顶部是火花塞汽缸顶部是喷油嘴汽油柴油吸入汽油和空气的混合物只吸入空气压缩程度小压缩程度大压缩末，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压气体对外做功压缩末，喷油嘴喷出雾状柴油自燃，产生高温高压气体对外做功排出废气排出废气20％~30％30％~45％小汽车、低速飞机等载重汽车、轮船、坦克等练 习为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（ ）A. 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全B. 该冲程为做功冲程，内能转化为机械能C. 汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达 100％D. 该发动机减少了碳排放，有利于节能和环保C三、热机的效率（1）定义：某种燃料__________放出的______与其_______之比，叫作这种燃料的热值，用符号______表示。1. 热值（2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料_________放出的热量。完全燃烧热量质量q完全燃烧（3）单位：_____（固体、液体），_____（气体）。J/kgJ/m3（4）热值是燃料本身的一种特性，它只是与燃料的_____有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。种类（5）公式：____________.2. 热机效率（1）定义：热机工作时，用来做_______的那部分能量与_________________________之比。（2）公式：___________________.有用功燃料完全燃烧放出的能量3. 提高热机效率的主要途径：（1）使燃料燃烧充分；（2）尽量减少各种热损失；（3）采用先进的技术和设备；（4）减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。 由于多数车辆在 90 km/h 时接近经济车速，因此大多数对外公布的理论油耗为 90 km/h 的百千米油耗。某辆无人驾驶汽车以 90 km/h 的速度行驶 100 km，油耗为 8 L，汽车发动机的输出功率为 25 KW。已知汽油的密度取 0.7×103 kg/m3，热值为 4.6×107 J/kg。求:练 习（1）8 L 汽油完全燃烧放出的热量。（2）行驶 100 km 发动机所做的功。（3）该汽车发动机的效率。（结果精确到 0.1％ ）解: （1）汽车行驶 100 km 消耗汽油的质量 m ＝ pV ＝ 0.7×103 kg/ m3 ×8×10－3 m3 ＝ 5.6 kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq ＝ 5.6 kg×4.6×107 J/kg ＝ 2.576×108 J（2）汽车的速度 v ＝ 90 km/h ＝ 25 m/s，汽车行驶 100 km所用的时间= 4×103 s，行驶 100 km 发动机做的功 W有 = Pt = 25×103 W×4×103 s= 1×108 J（3）发动机的效率1. 关于热机，说法正确的是（　　）A.在内燃机的四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是压缩冲程B.柴油机在吸气冲程中，将油和空气的混合物吸入汽缸C.四冲程汽油机在工作时，进、排气门同时关闭的只有压缩冲程D.一个工作循环对外做功一次D巩固练习2. 下列能量转化符合实际的是（　　）B．C．D．A．B3.（多选）下列说法正确的是（　　）A.热值与燃料的种类和质量有关B.喷气式发动机的热机效率可达到100%C.小球落地后弹起的高度虽然越来越小，但能量守恒D.根据能量守恒定律，不需外界能量的永动机是无法制成的CD4.一台汽油机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为_______。若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为_____________J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功_____次。（q汽油=4.6×107J/kg）1.61×1072035%复习与提高（教材P37）1. 枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生 的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会 发出一道极短的光。在这个过程中，有哪些形式的能量转化？枪虾的大螯（áo）猛地合上时，化学能转化为大螯的动能，此时挤出速度很大的水柱，大螯的动能转移为水柱的动能，水柱产生的微小气泡破裂时，水柱的动能转化为内能、声能和光能.2. 有些地铁站间的轨道高度比地铁站台低，即列车从一个站台 开出时是下坡的，行驶到接近下一站时是上坡的。从能量转 化的角度看，这种设计有什么好处？列车在进站前，有一定的速度，具有一定的动能.在进站上坡的过程中，列车的高度增加，速度减小，重力势能增加，动能减少，动能转化为重力势能，“储藏”了一部分能量，起到了减速的作用，减少列车制动系统消耗的电能。在列车出站下坡的过程中，“储藏”的重力势能转化为动能，起到了加速的作用，减少列车牵引系统消耗的电能。3. 我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。艾绒被点燃的过程中有哪些形式的能量转化？这一过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似？向内猛推推杆，推杆对筒内空气做了功，空气内能增大，推杆的机械能转化为空气的内能，空气温度升高，达到艾绒着火点，艾绒被点燃，艾绒的化学能转化为内能。向内猛推推杆的过程与四冲程汽油机的压缩冲程相似。4. 1 kg 的氢气和多少千克的煤油完全燃烧时放出的热量相同？解: 查教材 P31 的表格知，氢气的热值为 1.4×108 J/kg，煤油的热值为 4.6×107 J/kg。1 kg 的氢气完全燃烧时放出的热量 Q氢＝m氢q氢＝1 kg×1.4×108 J/kg＝1.4×108 J，煤油完全燃烧放出的热量 Q煤＝Q氢＝1.4×108 J，所需煤油的质量。5. 请从能量转化的角度，具体说明以下效率的意义。（1）某太阳能电池工作的效率是 16%。（2）某电动机工作的效率是 83%。（3）某锂电池充电的效率是 99%。（4）某柴油机工作的效率是 35%。（5）某电热水器工作的效率是 87%。（1）太阳能电池把其接收的太阳能的 16％ 转化成电能；（2）电动机把其消耗的电能的 83％ 转化成机械能；（3）锂电池把其消耗的电能的 99％ 转化成化学能；（4）柴油机把其消耗的柴油完全燃烧时释放的能量的 35％转化成机械能；（5）电热水器把其消耗的电能的 87％ 转化成水的内能.6. 一辆质量为 2 t 的汽车在水平路面上匀速行驶时，所受阻力为车重的 。如果汽油完全燃烧所产生的热量有 35% 用来克服阻力做功，那么汽车行驶 100 km 要消耗多少升汽油？已知汽油的密度为 0.73×103 kg/m3，g 取 10 N/kg。 解: 汽车匀速行驶时所受阻力f = G = mg = ×2×103 kg×10 N/kg = 1.2×103 N，    汽车匀速行驶 100 km 克服阻力做功W ＝ fs ＝1.2×103 N×100×103 m＝1.2×108 J，则汽油完全燃烧产生的热量 Q = = = 3.4×108 J，  查教材 P31的表格知，汽油的热值为 4.6×107 J/kg，由 Q ＝mq ＝ρVq 得，所需汽油的体积V = =Qρq3.4×108 J0.73×103 kg/m3×4.6×107 J/kg= 1×10-2 m3 = 10 L.7. 下图所示的是我国自行设计研制的 AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达 3120 kW，效率可达 60%。在这种情况下，飞机飞行1 h 消耗燃油多少吨？已知燃油的热值为 4.3×107 J/kg。解:飞机飞行 1 h 四台发动机做功 W ＝4 Pt ＝4×3120×103 W×3600 s ＝4.4928×1010 J，则燃油完全燃烧放出的热量Q = =Wη4.4928×1010 J60%= 7.488×1010 J，m = =Qq7.488×1010 J4.3×107 J= 1.74×103 kg = 1.74 t。消耗燃油的质量8. 某同学家自来水的温度为 15 ℃，他洗澡时把燃气热水器的 温度设定为 40 ℃ 通过查看水表得知自己洗澡用了 0.02 m3 的水。如果燃气热水器的效率是 95%. 他这次洗澡消耗了多 少天然气？天然气的热值取 4.0×107 J/m3。解:所用水的质量 m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m3 ×0.02 m3 ＝ 20 kg，水吸收的热量 Q吸＝cm(t－t0 )＝ 4.2×103 J/ (kg·℃)×20 kg×(40 ℃－15℃)＝ 2.1×106 J，由 Q吸＝ηQ放 得，消耗的天然气完全燃烧放出的热量消耗天然气的体积9. 垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合 热利用。下图展示的是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理 生活垃圾 6000 t。如果 1 t 垃圾焚烧时能产生 2.16×109 J 的 电能，这些电能相当于完全燃烧多少干木柴所放出的能量？ 干木柴的热值取 1.2×107 J/kg。解:完全燃烧干木柴所放出的能量Q放＝ E ＝ 2.16×109 J，则完全燃烧干木柴的质量